專利名稱：高效纖維液膜反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種纖維液膜反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
纖維液膜反應(yīng)器可提供一個(gè)很大的增加傳質(zhì)速率的接觸界面，可用于化工、冶金、造紙、環(huán)保等行業(yè)的萃取、催化等傳質(zhì)反應(yīng)過(guò)程。它是將一種液體分布到纖維狀填料上，形成液膜；使另一種液體分布在該液膜之外。兩種液體在同向流動(dòng)過(guò)程中，既有很大的接觸、傳質(zhì)面積，又有較短時(shí)間的傳質(zhì)距離，從而提高了傳質(zhì)反應(yīng)效率。
美國(guó)專利US3977829采用一種玻璃或不銹鋼材質(zhì)的纖維束作為分散液膜的載體，但不能保證纖維分布的均勻性，液體流動(dòng)容易出現(xiàn)短路或溝流，影響傳質(zhì)效率。
美國(guó)專利US3992156對(duì)纖維束采用分束固定，并在纖維束內(nèi)用一種在一定間隔帶倒鉤刺的絞絲進(jìn)行加固，但仍無(wú)法保證纖維分布的均勻性。
美國(guó)專利US5904894采用高密度填充的纖維束，在提高了傳質(zhì)面積的同時(shí)，也增加了流體阻力，影響裝置的處理能力。
中國(guó)專利02258985.6為了避免以上美國(guó)專利的不足，纖維束采用單一形狀的曲線絲或波紋絲或折型絲或螺旋絲。由于在一個(gè)纖維束中，纖維絲的形狀單一，在液體的作用下，絲與絲之間產(chǎn)生粘連、重疊不可避免，從而降低了纖維液膜反應(yīng)器的效率。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種接觸面積大、流體阻力小、湍流小、傳質(zhì)距離短的高效纖維液膜反應(yīng)器。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種高效纖維液膜反應(yīng)器，該反應(yīng)器由反應(yīng)器本體及液體分離罐上下組合連接構(gòu)成，反應(yīng)器本體外殼上設(shè)置有第一相液體進(jìn)口和第二相液體或氣體進(jìn)口，液體分離罐的外殼上設(shè)置有第一相液體出口和第二相液體或氣體出口構(gòu)成，其特征在于所述的第一相液體進(jìn)口通過(guò)分流管連接有纖維絲束，所述的纖維絲束為縱向延伸的多種形狀不規(guī)則絲構(gòu)成的集束。
所述的形狀不規(guī)則絲指一根纖維絲由直線、折線、曲線、螺旋線等至少兩種或兩種以上不規(guī)則形狀組合連接而成。
所述的反應(yīng)器本體橫截面上部及底部焊接設(shè)置有不銹鋼鋼板作為纖維絲束分布板，板厚為0.5～10mm，不銹鋼鋼板上均勻分布直徑為5～500mm的孔，孔數(shù)量為3～100個(gè)，孔隙率不小于70％，上、下兩絲束分布板孔大小、位置一一對(duì)應(yīng)。
所述的纖維絲束數(shù)量與絲束分布板孔數(shù)量是配合一致的。
所述的多種形狀不規(guī)則絲的材質(zhì)采用高分子與金屬?gòu)?fù)合材料包括聚乙烯-不銹鋼復(fù)合材料、聚丙烯-不銹鋼復(fù)合材料；金屬包括不銹鋼、鋁、鋅、銀、銅、或金及其合金，高分子包括乙烯、乙丙烯、或苯乙烯的均聚或共聚物及ABS、尼龍、PET高分子材料，無(wú)機(jī)化合物材料包括硅酸鹽、碳、三氧化二鋁，并且所述的多種形狀不規(guī)則絲的直徑為5um～5mm。
所述的多種形狀不規(guī)則絲的優(yōu)選直徑為5～20um。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1)由于采用了所述的纖維絲束為縱向延伸的多種形狀不規(guī)則絲構(gòu)成的集束，有效地避免了纖維絲之間的重疊、粘連，使纖維絲束中的單個(gè)纖維絲分布均勻；(2)由于采用了所述的兩個(gè)纖維絲束分布板，更加保證了纖維絲束在反應(yīng)器內(nèi)分布的均勻性；(3)特殊的物料可選擇高分子與金屬?gòu)?fù)合材料、特種合金等材料，還可選用特細(xì)合金纖維絲(直徑小于20um)，這些都有利于提高纖維液膜反應(yīng)器使用效率；采用以上新技術(shù)，纖維液膜反應(yīng)器使用效率明顯提高。


圖1為纖維液膜反應(yīng)器(無(wú)纖維束分布板)；圖2為纖維液膜反應(yīng)器(有纖維束分布板)；圖3為纖維絲束分布板示意圖；圖4為不規(guī)則纖維絲示意圖；圖5為由不同形狀的不規(guī)則纖維絲組成的纖維束示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1如圖1所示，該種高效纖維液膜反應(yīng)器，該反應(yīng)器由反應(yīng)器本體7及液體分離罐8上下組合連接構(gòu)成，反應(yīng)器本體7外殼上設(shè)置有第一相液體進(jìn)口1和第二相液體或氣體進(jìn)口2，液體分離罐的外殼上設(shè)置有第一相液體出口4和第二相液體或氣體出口3構(gòu)成，其第一相液體進(jìn)口1通過(guò)分流管5連接有纖維絲束9，所述的纖維絲束9為縱向延伸的多種形狀不規(guī)則絲6構(gòu)成的集束，見(jiàn)圖4、5。
形狀不規(guī)則絲6指一根纖維絲由直線、折線、曲線、螺旋線等至少兩種或兩種以上不規(guī)則形狀組合連接而成，見(jiàn)圖4，反應(yīng)器中多種形狀不規(guī)則絲填充率為30％。
所述的纖維絲束9數(shù)量為10個(gè)。
所述的多種形狀不規(guī)則絲6采用直徑為15um的合金纖維絲。
實(shí)施例2如圖2所示。該種高效纖維液膜反應(yīng)器，該反應(yīng)器由反應(yīng)器本體7及液體分離罐8上下組合連接構(gòu)成，反應(yīng)器本體7外殼上設(shè)置有第一相液體進(jìn)口1和第二相液體或氣體進(jìn)口2，液體分離罐8的外殼上設(shè)置有第一相液體出口4和第二相液體或氣體出口3構(gòu)成，其第一相液體進(jìn)口1通過(guò)分流管5連接有纖維絲束9，所述的纖維絲束9為縱向延伸的多種形狀不規(guī)則絲6構(gòu)成的集束，見(jiàn)圖4、5。
所述的纖維絲束分布板10為分別焊接設(shè)置在反應(yīng)器橫截面上部及底部的圓形不銹鋼鋼板，見(jiàn)圖3，板厚為0.5～10mm；圓形不銹鋼鋼板上均勻分布直徑為5～500mm的圓孔或橢圓形孔，孔數(shù)量為3～100個(gè)，孔隙率不小于70％；上、下兩絲束分布板孔大小、位置一一對(duì)應(yīng)；所述的纖維絲束9為縱向延伸的多種形狀不規(guī)則絲，見(jiàn)圖4，并構(gòu)成的集束，見(jiàn)圖5；所述的形狀不規(guī)則絲6指一根纖維絲由直線、折線、曲線、螺旋線等至少兩種或兩種以上不規(guī)則形狀組合而成，見(jiàn)圖4，反應(yīng)器中多種形狀不規(guī)則絲填充率為30％。在本實(shí)施例中為了反應(yīng)器加工方便，在上片纖維絲束分布板10以上和下片纖維絲束分布板10以下的纖維絲部分采用直線型，纖維絲中間則采用多種形狀不規(guī)則狀，見(jiàn)圖2；所述的纖維絲束9數(shù)量為10個(gè)；所述的多種形狀不規(guī)則絲的直徑為15um的金屬合金纖維絲。
將實(shí)施例2在某煉油化工股份有限公司液化氣堿洗脫硫裝置進(jìn)行中試側(cè)線實(shí)驗(yàn)，并與無(wú)纖維絲束分布板且為單一曲線纖維絲的纖維液膜反應(yīng)器進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。
表1.單級(jí)液化氣脫硫?qū)Ρ仍囼?yàn)結(jié)果(除表中所列條件外，其它試驗(yàn)條件均相同)

注A裝置——無(wú)絲束分布板且為單一曲線纖維絲的纖維液膜反應(yīng)器；B裝置——本實(shí)用新型實(shí)施例2所述的纖維液膜反應(yīng)器。
權(quán)利要求1.一種高效纖維液膜反應(yīng)器，該反應(yīng)器由反應(yīng)器本體及液體分離罐上下組合連接構(gòu)成，反應(yīng)器本體外殼上設(shè)置有第一相液體進(jìn)口和第二相液體或氣體進(jìn)口，液體分離罐的外殼上設(shè)置有第一相液體出口和第二相液體或氣體出口構(gòu)成，其特征在于所述的第一相液體進(jìn)口通過(guò)分流管連接有纖維絲束，所述的纖維絲束為縱向延伸的多種形狀不規(guī)則絲構(gòu)成的集束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效纖維液膜反應(yīng)器，其特征在于所述的形狀不規(guī)則絲指一根纖維絲由直線、折線、曲線、螺旋線至少兩種或兩種以上不規(guī)則形狀組合連接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高效纖維液膜反應(yīng)器，其特征在于所述的反應(yīng)器本體橫截面上部及底部焊接設(shè)置有不銹鋼鋼板作為纖維絲束分布板，板厚為0.5～10mm，不銹鋼鋼板上均勻分布直徑為5～500mm的孔，孔數(shù)量為3～100個(gè)，孔隙率不小于70％，上、下兩絲束分布板孔大小、位置一一對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效纖維液膜反應(yīng)器，其特征在于所述的纖維絲束數(shù)量與絲束分布板孔數(shù)量是配合一致的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高效纖維液膜反應(yīng)器，其特征在于所述的多種形狀不規(guī)則絲直徑為5um～5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效纖維液膜反應(yīng)器，其特征在于所述的多種形狀不規(guī)則絲的直徑為5～20um。
專利摘要一種高效纖維液膜反應(yīng)器，該反應(yīng)器由反應(yīng)器本體及液體分離罐上下組合連接構(gòu)成，反應(yīng)器本體外殼上設(shè)置有第一相液體進(jìn)口和第二相液體或氣體進(jìn)口，液體分離罐的外殼上設(shè)置有第一相液體出口和第二相液體或氣體出口構(gòu)成，其特征在于所述的第一相液體進(jìn)口通過(guò)分流管連接有纖維絲束，所述的纖維絲束為縱向延伸的多種形狀不規(guī)則絲構(gòu)成的集束，并且還可以采用纖維絲束分布板，它具有接觸面積大、流體阻力小、湍流小、傳質(zhì)距離短優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J19/00GK2928224SQ200620105959
公開(kāi)日2007年8月1日 申請(qǐng)日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者檀革江, 李天金, 馬競(jìng)濤, 蔣建華, 黃吉榮, 傅曉欽, 祁永生, 王興旺 申請(qǐng)人:中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉油化工股份有限公司